CN101551036B - 电磁阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电磁阀，包括：一绕线管，具有一穿孔，绕线管内壁环设一具多转折的导槽；一线圈，缠绕于绕线管；一阀动杆，设置于穿孔内，可沿穿孔外伸或内缩，阀动杆具有一环状沟槽环设于阀动杆的外壁；以及至少一球体，每一球体同时容置于导槽及环状沟槽内。

Description

电磁阀

技术领域

本发明涉及一种电磁阀，特别是涉及一种以机构设计取代永久磁石的保持式电磁阀。

背景技术

传统的保持式电磁阀是通过对线圈通电，以切换其内缩或伸出位置，断电后阀动杆(valve rod)仍保持在断电前位置。传统保持式电磁阀为了节省能源，在停止供应电源后均必须以磁石的磁性吸附阀动杆，用以固定阀动杆在收缩位置上，以达到电磁阀常开的功能。

图1A为一种传统保持式电磁阀的立体图，图1B为图1A移除部分结构的立体图。该电磁阀5包括至少一个永久磁石51、阀动杆52、线圈53以及弹簧54。

图1A及1B的电磁阀5的阀动杆52位于收缩位置F。当供应电源给电磁阀5时，导通线圈53以产生激磁现象，提供磁吸力，吸引阀动杆52，阀动杆52由伸出位置E往收缩位置F移动，当阀动杆52移至收缩位置F时，让永久磁石51吸附住阀动杆52，此时即可关闭电源，由永久磁石51吸附住阀动杆52，以达到电磁阀5常开的功能。

此外，对线圈53通以逆向电流(与上述电流方向相反)，产生反向磁场将永久磁石51的磁性抵消，此时弹簧54即瞬间将阀动杆52推移至伸出位置E，此时关闭电源，以达到电磁阀5常闭的功能。

然而，在使用此电磁阀5时，在驱动电路部分，必须配有桥式正、负反相电路，用以控制电磁阀5与减少能源的浪费，来达到省电的功能。此外，电磁阀5大多另附有固定永久磁石51的功能的附属机构55。如此设计会大幅增加制造成本。

图2A为另一种传统保持式电磁阀的立体图，图2B为图2A移除部分结构的立体图。该电磁阀6包括至少一组永久磁石61、阀动杆62、第一线圈631、第二线圈632、弹簧64及固定永久磁石61的附属机构65。

如图2A及图2B所示，电磁阀6的阀动杆62位于伸出位置E。请参阅图2B，当供应电源给电磁阀6时，导通线圈631产生激磁现象，提供磁吸力，吸引阀动杆62，由伸出位置E往收缩位置F移动，当阀动杆62移至收缩位置F时，永久磁石61吸附住阀动杆62，此时关闭电源，由永久磁石61吸附住阀动杆62，以达到电磁阀6常开的功能(未图示)。

当再供应电源给电磁阀6时，导通第二线圈632产生激磁现象，提供磁吸力，反向吸引阀动杆62，阀动杆62由收缩位置F往伸出位置E移动，当阀动杆62移至伸出位置E时，让阀动杆62脱离永久磁石61的吸附，此时弹簧64即将阀动杆62固定确保在伸出位置E上，此时关闭电源，以达到电磁阀6常闭的功能。

电磁阀6必须在电路部分，配有数字式开关电路，用以控制电磁阀6的第一及第二线圈631、632双线圈切换以减少能源的浪费，来达到省电的功能。电磁阀6也大多附有固定永久磁石61的附属机构65，并且同时由第一及第二线圈631、632组成。同样地，此种设计不仅会增加材料元件数目，也增加制造成本和复杂度。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的在于提供一种电磁阀，通过机构设计可免除永久磁石与其固定附属件的应用，来达成保持式电磁阀常开与常闭的功能，以达到节省能源、减少结构材料数、简化生产制作工艺、降低制造成本以及简化电路设计优点。

为达上述目的，本发明提出一种电磁阀，包括：一绕线管，具有一穿孔，绕线管内壁环设一具多转折的导槽；一线圈，缠绕于绕线管；一阀动杆设置于穿孔内，可沿穿孔外伸或内缩，阀动杆具有一环状沟槽环设于阀动杆的外壁；以及至少一球体，每一球体同时容置于导槽及环状沟槽内。电磁阀更包括一弹簧，设置在阀动杆轴心底部的一凹部，对阀动杆施一向外推力。当阀动杆在伸出位置时，球体卡挚在导槽的伸出卡挚点。当阀动杆在收缩位置时，球体卡挚在导槽的收缩卡挚点。阀动杆通过提供线圈一电压，产生激磁现象，提供磁吸力，使阀动杆切换收缩及伸出位置。

承上所述，本发明的电磁阀仅利用滑动环、旋转环与绕线管导槽等元件的机构设计，达到电磁阀常开与常闭的功能，可免除永久磁石与其固定附属件的应用，达到节省能源、减少结构材料数、简化生产制作工艺、降低制造成本等优点。提供的电压源为脉冲电压，可简化驱动电路设计。

附图说明

图1A及图1B为一种传统保持式电磁阀的立体图；

图2A及图2B为另一种传统保持式电磁阀的立体图；

图3A为本发明较佳实施例移除部分结构的电磁阀的立体图；

图3B为图3A的电磁阀的分解图；

图4为本发明较佳实施例的绕线管移除部分结构及阀动杆的立体图；

图5为本发明的电磁阀中绕线管的导槽360度的展开图；

图6A至图6G为阀动杆在伸出位置及收缩位置互相切换的作动分解图；以及

图7为本发明的电磁阀中绕线管的另一种导槽的展开图。

主要元件符号说明

1、5、6：电磁阀        11：绕线管

111：穿孔              113：导槽

114：类M形导槽         1141、2141：第一内缩导槽

1142、2142：第一退出导槽

1143、2143：第二内缩导槽

1144、2144：第二退出导槽

12、52、62：阀动杆

121：环状沟槽          13、53：线圈

15：球体               17、54、64：弹簧

214：类ρ形导槽        51、61：永久磁石

55、65：附属机构       631：第一线圈

632：第二线圈          A、A’：伸出卡挚点

B、B’：第一转折点     C、C’：收缩卡挚点

D、D’：第二转折点     E：伸出位置

F：收缩位置            X：轴线方向

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依据本发明较佳实施例的一种电磁阀。

图3A为本发明较佳实施例移除部分结构的电磁阀的立体图，图3B为图3A的电磁阀的分解图。该电磁阀1主要包括绕线管11、阀动杆12、线圈13、至少一球体15以及弹簧17。

图4为本发明较佳实施例的绕线管移除部分结构及阀动杆的立体图。该绕线管11具有一穿孔111，绕线管11内壁环设一具多转折的导槽113。线圈13缠绕于绕线管11上。阀动杆12为一可动铁心，设置于穿孔111内，可沿穿孔111的轴线方向X外伸或内缩，阀动杆12具有一环状沟槽121环设于阀动杆12的一横截面的圆周。每一球体15同时容置于导槽113及环状沟槽121内，其中部分球体15容置于环状沟槽121，其他部分球体15大部分容置于导槽113，当阀动杆12沿穿孔111内缩或外伸时，同时带动球体15在导槽113移动。弹簧17设置在阀动杆12轴心底部的一凹部，对阀动杆12施一向外推力，也可以套设于阀动杆12上、穿孔111外，提供向外推力，此外，向外推力也可为重力，但不以此为限。

图5为绕线管的导槽360度的展开图。导槽113由多个类M形导槽114连接组成，在本实施例中，绕线管11的导槽113由三个类M形导槽114连接组成，但不以此为限。类M型导槽114由一第一内缩导槽1141、一第一退出导槽1142、一第二内缩导槽1143及一第二退出导槽1144连接组成。类M形导槽114由第一内缩导槽1141由伸出卡挚点A向内延伸至第一转折点B，第一退出导槽1142由第一转折点B向外斜向延伸至收缩卡挚点C，第二内缩导槽1143由收缩卡挚点C向内斜向延伸至第二转折点D，第二退出导槽1144由第二转折点D向外延伸至下一个类M形导槽114的伸出卡挚点A。

因为球体15在类M形导槽114内移动，球体15的数目可以是一颗，也可以等于或小于类M形导槽114数目，在本实施例中也可以是三颗，三颗球体15对应于三类M形导槽114约相同位置。

当供应电源给电磁阀1的线圈13时，产生激磁现象，提供磁吸力，吸引阀动杆12，阀动杆12内缩，由伸出位置移动至收缩位置，其中电压为一脉冲电压或一短暂的数字信号。图6A至图6G为阀动杆在伸出位置及收缩位置互相切换的作动分解图，详细说明如下。

如图6A所示，当阀动杆12在伸出位置时，球体15卡挚在伸出卡挚点A，达到电磁阀12常闭的功能。如图6B及图6C所示，阀动杆12因激磁现象而内缩，球体15由伸出卡挚点A沿第一内缩导槽1141向内移动至第一转折点B。

如图6D及图6E所示，当线圈13无电压时，阀动杆12因向外推力带动球体15沿第一退出导槽1142由第一转折点B向外斜向移动至收缩卡挚点C，阀动杆12停在收缩位置，达到电磁阀12常开的位置。

当阀动杆12在收缩位置时，球体15卡挚在类M形导槽114的收缩卡挚点C。如图6F所示，阀动杆12因激磁现象而内缩，球体15沿第二内缩导槽1143向内斜向移动至第二转折点D。

如图6G所示，当线圈13无电压时，阀动杆12因向外推力带动球体15由第二转折点D沿第二退出导槽1144向外移动至下一类M形导槽的伸出卡挚点A，阀动杆12停在伸出位置，达到电磁阀12常开的位置。

因此，阀动杆12通过提供线圈13一脉冲电压，产生激磁现象，提供磁吸力，切换阀动杆12的外伸、内缩位置。

图7为本发明的电磁阀中绕线管的另一种导槽的展开图。该导槽为一类ρ形导槽214，由一第一内缩导槽2141、一第一退出导槽2142、一第二内缩导槽2143及一第二退出导槽2144连接成一封闭形导槽。类ρ形导槽214由第一内缩导槽2141由伸出卡挚点A’向内延伸至第一转折点B’，第一退出导槽2142由第一转折点B’向外斜向延伸至收缩卡挚点C’，第二内缩导槽2143由收缩卡挚点C’向内斜向延伸至第二转折点D’，第二退出导槽2144由第二转折点D’向外延伸回原伸出卡挚点A’。此时，球体15的数目为一个。

阀动杆12在伸出位置及收缩位置互相切换的作动分解图，详细说明如下。

当阀动杆12在伸出位置时，球体15卡挚在伸出卡挚点A’，达到电磁阀12常闭的功能。阀动杆12因激磁现象而内缩，球体15由伸出卡挚点A’沿第一内缩导槽2141向内移动至第一转折点B’。

当线圈13无电压时，阀动杆12因向外推力带动球体15沿第一退出导槽2142由第一转折点B’向外斜向移动至收缩卡挚点C’，阀动杆12停在收缩位置，达到电磁阀12常开的位置。

当阀动杆12在收缩位置时，球体15卡挚在类ρ形导槽214的收缩卡挚点C’。阀动杆12因激磁现象而内缩，球体15沿第二内缩导槽2143向内斜向移动至第二转折点D’。

当线圈13无电压时，阀动杆12因向外推力带动球体15由第二转折点D’沿第二退出导槽2144向外移动至原伸出卡挚点A’，阀动杆12停在伸出位置，达到电磁阀12常开的位置。

综上所述，本发明的电磁阀利用至少一颗球体、绕线管的导槽、阀动杆的环状沟槽等机构，来达成电磁阀常开与常闭的功能，以达到节省能源、减少结构材料数、简化生产制作工艺、降低制造成本等优点，使用本发明的机构设计可免除永久磁石与其固定附属件的应用。此外，本发明的保持式电磁阀，提供一脉冲电压，无需再加装其他复杂电路，即可控制电磁阀切换，可减少能源的浪费，以达到省电的功能。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含在所附的权利要求中。

Claims (18)

1.一种电磁阀，包括：

绕线管，具有一穿孔，该绕线管内壁设置一类M形或类ρ形的导槽；

线圈，缠绕于该绕线管；

阀动杆设置于该穿孔内，沿该穿孔外伸或内缩，该阀动杆具有一环状沟槽设置于该阀动杆的外壁；以及

至少一球体，该球体同时容置于该导槽及该环状沟槽内。

2.如权利要求1所述的电磁阀，其中该阀动杆为一可动铁心。

3.如权利要求1所述的电磁阀，其中该环状沟槽环设于该阀动杆一横截面的圆周，该球体为钢珠，部分该球体容置于该环状沟槽，其他部分该球体大部分容置于该导槽。

4.如权利要求3所述的电磁阀，其中当该阀动杆沿该穿孔内缩或外伸时，同时带动该球体在该导槽移动；当该阀动杆在伸出位置时，一向外推力施于该阀动杆上，该球体卡挚在该导槽的伸出卡挚点；以及当该阀动杆在收缩位置时，该向外推力施于该阀动杆上，该球体卡挚在该导槽的收缩卡挚点。

5.如权利要求4所述的电磁阀，其中该向外推力为重力或弹簧推力。

6.如权利要求4所述的电磁阀，其更包括一弹簧，设置在该阀动杆底部的一凹部或设置于该穿孔外，并套设于该阀动杆上，提供该阀动杆该向外推力。

7.如权利要求3所述的电磁阀，其中该阀动杆通过提供该线圈一电压，产生激磁现象，提供磁吸力，使该阀动杆切换收缩及伸出位置。

8.如权利要求3所述的电磁阀，其中当导槽为类M形时，该导槽由多个类M形导槽连接组成，该类M形导槽由一第一内缩导槽、一第一退出导槽、一第二内缩导槽以及一第二退出导槽连接组成，该类M形导槽由该第一内缩导槽由伸出卡挚点向内延伸至第一转折点，该第一退出导槽由该第一转折点向外斜向延伸至收缩卡挚点，该第二内缩导槽由该收缩卡挚点向内斜向延伸至第二转折点，该第二退出导槽由该第二转折点向外延伸至下一该类M形导槽的该伸出卡挚点。

9.如权利要求8所述的电磁阀，其中该至少一球体的数目等于或小于该多个类M形导槽的数目，当该球体的数目为多个时，该多个球体对应于该多个类M形导槽约相同位置。

10.如权利要求8所述的电磁阀，其中当该阀动杆在伸出位置时，该球体卡挚在该伸出卡挚点；该阀动杆因激磁现象而内缩，该球体沿该第一内缩导槽由该伸出卡挚点向内移动至该第一转折点；以及当该线圈无电压时，该阀动杆因该向外推力带动该球体沿该第一退出导槽由该第一转折点向外斜向移动至该收缩卡挚点，该阀动杆停在收缩位置。

11.如权利要求8所述的电磁阀，其中当该阀动杆在收缩位置时，该球体卡挚在该导槽的该收缩卡挚点；该阀动杆因激磁现象而内缩，该球体沿第二内缩导槽由该收缩卡挚点向内斜向移动至该第二转折点；以及当该线圈无电压时，该阀动杆因该向外推力带动该球体沿该第二退出导槽由该第二转折点向外移动至该伸出卡挚点，该阀动杆停在伸出位置。

12.如权利要求3所述的电磁阀，其中当该导槽为一类ρ形导槽时，该类ρ形导槽由一第一内缩导槽、一第一退出导槽、一第二内缩导槽以及一第二退出导槽连接成一封闭形导槽，该类ρ形导槽由该第一内缩导槽由伸出卡挚点向内延伸至第一转折点，该第一退出导槽由该第一转折点向外斜向延伸至收缩卡挚点，该第二内缩导槽由该收缩卡挚点向内斜向延伸至第二转折点，该第二退出导槽由该第二转折点向外延伸至该伸出卡挚点。

13.如权利要求12所述的电磁阀，其中该球体的数目为一个。

14.如权利要求8或12所述的电磁阀，其中该阀动杆通过提供该线圈一电压，该阀动杆因激磁现象，产生磁吸力而内缩。

15.如权利要求14所述的电磁阀，其中该电压为一脉冲电压或一短暂的数字信号。

16.如权利要求12所述的电磁阀，其中当该阀动杆在伸出位置时，该球体卡挚在该伸出卡挚点；该阀动杆因激磁现象而内缩，该球体沿该第一内缩导槽由该伸出卡挚点向内移动至该第一转折点；以及当该线圈无电压时，该阀动杆因该向外推力带动该球体沿该第一退出导槽由该第一转折点向外斜向移动至该收缩卡挚点，该阀动杆停在收缩位置。

17.如权利要求12所述的电磁阀，其中当该阀动杆在收缩位置时，该球体卡挚在该导槽的该收缩卡挚点；该阀动杆因激磁现象而内缩，该球体沿第二内缩导槽由该收缩卡挚点向内斜向移动至该第二转折点；以及当该线圈无电压时，该阀动杆因该向外推力带动该球体沿该第二退出导槽由该第二转折点向外移动至该伸出卡挚点，该阀动杆停在伸出位置。

18.如权利要求7所述的电磁阀，其中该电压为一脉冲电压或一短暂的数字信号。

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